基于硫化铋纳米材料的可控化学-光热治疗诊疗剂的研究

Multifunctional nanoplatforms that are safe, high-performance and low-cost are highly demanded in the development of new cancer theranostic approaches. In this project, we intend to fabricate the nanocomplex of bismuthous sulfide- gadolinium@ hollow mesoporous silica@liposome based on the bismuthous sulfide nanomaterials and use it for the cancer therapy. The details are shown as follows: firstly, oleic acid stabilized bismuthous sulfide nanomaterials are prepared and the gadolinium-based ligands are modified on the bismuthous sulfide nanomaterials by noncovalent method; subsequently, the hollow mesoporous silica shells are coated on the bismuthous sulfide nanomaterials; finally, the thermosensitive liposomes are deposited onto the surface of bismuthous sulfide@hollow mesoporous silica. It endows the nanomaterials computed tomography (CT) imaging guided, near-infrared (NIR) remotely controlled chemo-photothermal therapy multiple therapeutic function. The as-prepared materials employing bismuthous sulfide nanomaterials with strong NIR absorption ability as the photosensitizing agents are expected to optimize the photothermal conversion capability and reduce the costs and unwanted side effects such as toxicity. Importantly, the chemo-photothermal therapy theranostic agents will achieve the real-time, in situ monitoring of NIR-triggered drug release both in vitro and in vivo. It is of crucial importance to the development of controllable smart theranostic agents for early cancer diagnosis and treatment.

发展新的癌症诊治方法迫切需要构建一种安全、有效、价廉的多功能纳米平台。本项目中，我们拟基于硫化铋纳米材料，构筑核壳结构的硫化铋-钆@中空介孔二氧化硅@热敏脂质体纳米复合体系，并将其用于癌症治疗的研究。具体内容如下：首先，制备油酸保护的硫化铋纳米粒子，并通过非共价方法在硫化铋纳米材料表面修饰含钆配体；接下来，在硫化铋纳米材料表面包覆中空介孔二氧化硅；最后，在硫化铋@中空介孔二氧化硅表面包覆热敏脂质体以及修饰叶酸靶向分子，并考察该材料在CT成像指导下的近红外光遥控的化学-光热治疗功能。所制备材料采用具有强近红外吸收能力的硫化铋纳米材料作为光敏剂，有助于提高材料的光热转换能力，降低材料的构建成本及毒副作用。更为重要的是，该化学-光热治疗诊疗剂可借助磁共振成像，实现实时、原位监控体内外近红外光触发的药物释放量。这对于发展可控、智能诊疗剂，实现癌症的早期诊断和治疗具有重要的科学意义。

由于传统治疗存在的不足，癌症目前依然是人类生命的主要威胁。构建一种安全、有效、价廉的多功能纳米平台，实现癌症的早期诊断和治疗，迫在眉睫。在本项目中，我们首先制备出油酸保护的硫化铋纳米粒子，接下来通过酰胺反应合成一种两亲性配体并使其与钆螯合；最后，将钆螯合配体与油酸保护的硫化铋通过亲水疏水作用力结合在一起得到了钆修饰的硫化铋纳米材料。一系列的表征手段表明我们成功地制备出钆修饰的硫化铋纳米材料。实验结果证实，该材料具有较好的光热转换能力及光热治疗效果，有望应用于MRI和CT双模式成像指导的光热治疗。接下来，我们基于硫化铋纳米粒子，构筑了核壳结构的硫化铋@中空介孔二氧化硅纳米复合物，并拟将其用于癌症治疗的研究。此外，我们制备了钆修饰的四氧化三铁@聚多巴胺纳米复合体系，开发出了一种安全、价廉、高效的纳米诊疗剂,并评估了其T1/T2双模式成像指导下的光热治疗效果。所制备材料采用具有强近红外吸收能力材料作为光敏剂，有助于提高材料的光热转换能力，降低材料的构建成本及毒副作用。这对于发展可控、智能诊疗剂，实现癌症的早期诊断和治疗具有重要的科学意义。.本项目已发表SCI期刊论文5篇，省级期刊论文1篇，申请专利2篇。已培养硕士研究生毕业生2名，在读硕士研究生2名，另有2位参与项目的本科生获湖北省优秀学士论文，已经完成预定目标。